P
armi les causes de cécité aujourd’hui prédominantes dans les pays dits dévelop-pés, les affections réti-niennes occupent la pre-mière place. La prepre-mière cause de cécité d’origine génétique est repré-sentée par le groupe des dystrophies rétiniennes (rétinopathies pigmen-taires, maladie de Stargardt…) qui ne sont actuellement accessibles à aucun traitement. Première cause de cécité après 50 ans, ladégénéres-cence maculaire liée à l’âge (DMLA) ne relève d’un traitement palliatif que dans un pourcentage minime de cas à un stade tardif de l’affection dont il s’agit simplement de retarder les conséquences liées à la cécité. Ces deux groupes d’affection représen-tent la cible principale des représen-tentatives de transplantations rétiniennes. Avant d’aborder l’aspect expérimen-tal de ces recherches, il faut souli-gner d’emblée les difficultés liées à l’absence de modèle expérimental de
1337
Transplantations rétiniennes :
résultats, perspectives
et interrogations
La transplantation de cellules rétiniennes, inconcevable il y
a peu d’années, apparaît aujourd’hui comme une
perspec-tive thérapeutique dans des affections dégénéraperspec-tives de la
rétine encore incurables, comme les rétinopathies
pigmen-taires, ou rarement accessibles à un traitement comme la
dégénérescence maculaire liée à l’âge. Plusieurs équipes
ont démontré la possibilité de transplanter des cellules
réti-niennes isolées (épithélium pigmentaire, cellules neurales
embryonnaires ou adultes) avec une survie et une
différen-ciation partielle du greffon. Les greffes d’épithélium
pig-mentaire rétinien sont, en raison de phénomènes de rejet,
progressivement remplacées par des techniques
d’auto-greffe (épithélium irien, translocation maculaire) en cours
d’évaluation préclinique et clinique. Les greffes de cellules
embryonnaires n’ont pas encore fait la preuve de leur
effi-cacité en clinique. Les greffes de cellules photoréceptrices
permettent, dans un modèle animal de dystrophie
réti-nienne consécutive à une mutation affectant sélectivement
les bâtonnets, de ralentir considérablement la
dégénéres-cence secondaire des cônes, par un effet paracrine ouvrant
la voie à l’expérimentation clinique et à l’identification des
facteurs de survie de ces cellules.
ADRESSES
J.A. Sahel : professeur des universités, praticien hospitalier. S. Mohand-Said : attaché associé, étudiant en thèse de sciences. T. Léveillard : chargé de recherches à l’Inserm. A.C. Fintz : étu-diante en thèse. H. Dreyfus : directeur de recherches à l’Inserm. D. Hicks : directeur de recherches à l’Inserm. Faculté de médecine, Université Louis-Pasteur, Clinique ophtal-mologique et Laboratoire de physiopatholo-gie rétinienne, Hôpitaux universitaires de Strasbourg, BP 426, 1, place de l’Hôpital, 67091 Strasbourg Cedex, France.
dégénérescence maculaire liée à l’âge. De ce fait, l’application à cette maladie ne représente qu’une extra-polation à partir de résultats expéri-mentaux observés sur des modèles animaux de dystrophie rétinienne. Les transplantations rétiniennes ont suscité, au cours des dix dernières années, de nombreuses recherches expérimentales menées principale-ment par des équipes nord-améri-caines. Les résultats de ces premiers travaux ont été jugés par certaines d’entre elles suffisamment promet-teurs pour qu’elles entreprennent depuis 1994 des tentatives d’applica-tion humaine [1-4]. Elles suscitent cependant aussi des interrogations majeures justifiant qu’un effort de recherche considérable soit mis en œuvre afin de proposer une stratégie cohérente susceptible de justifier scientifiquement et de valider clini-quement ces nouvelles approches thérapeutiques.
En dehors des tentatives effectuées au siècle dernier par Doremal au Danemark en 1873 et par Paul Chi-bret qui, il y a plus d’un siècle, avait proposé la greffe d’œil entier, l’his-toire de la transplantation rétinienne commence par les travaux négligés pendant près de 30 ans de Royo et Quay en 1959 [5]. Ces auteurs avaient réussi à implanter dans la chambre antérieure d’animaux adultes un tissu fœtal rétinien de rat. Ils avaient alors observé la survie cel-lulaire et quelques éléments de diffé-renciation rudimentaire en photoré-cepteurs, données confirmées par del Cerro en 1985 [6]. C’est en effet à partir de 1984, et surtout de la fin des années 1980, que plusieurs équipes d’investigateurs ont concen-tré leurs efforts sur la transplantation de cellules rétiniennes. Ces initiatives souvent dispersées peuvent se classer en deux grandes rubriques.
• Un premier groupe de recherches s’est orienté vers la greffe de cellules de soutien, en l’occurrence d’épithé-lium pigmentaire rétinien (EPR), avec deux types d’objectifs : induire une survie accrue des cellules photo-réceptrices rétiniennes [3] puis, plus récemment, améliorer, après chirur-gie, dans le cadre de la dégénéres-cence maculaire liée à l’âge, la cica-trisation de la membrane de Bruch située sous l’épithélium pigmentaire rétinien et de la membrane
chorioca-pillaire assurant la nutrition de la rétine externe [7].
• Un deuxième ensemble d’investiga-teurs s’est orienté vers la greffe de rétine neurale, embryonnaire ou adulte, avec comme objectif, soit le remplacement neuronal avec réta-blissement de connexions synap-tiques [4, 8, 9], soit plus récemment, par notre groupe, l’induction d’un effet paracrine à partir de cellules transplantées améliorant la survie des cellules de l’hôte [10, 11].
Transplantation
de l’épithélium
pigmentaire rétinien :
données expérimentales
En 1985 Gouras avait mis au point une technique de transplantation de l’épithélium pigmentaire d’origine humaine chez le singe [12]. Les pre-miers résultats encourageants concer-nant la transplantation de l’EPR ont été observés sur un modèle murin de dystrophie rétinienne : le rat RCS (Royal College of Surgeons) en 1988 [13]. Le rat RCS est un modèle de dystrophie rétinienne au cours de laquelle, à la suite d’une anomalie génétique encore non identifiée située au niveau de l’épithélium pig-mentaire rétinien, le renouvellement des segments externes des bâtonnets par phagocytose n’est pas assuré, ce qui aboutit à l’accumulation de maté-riel provenant des segments externes et à une dégénérescence progressive de la couche de photorécepteurs. En raison de l’atteinte de l’EPR et du déficit de la phagocytose, ce mutant est souvent considéré comme proche de la DMLA.
Sur ce modèle, Li et Turner en 1988 [13], Sheedlo en 1989 [14], et Lopez et Gouras en 1989 [15] ont mis en évidence un ralentissement considé-rable de la dégénérescence des pho-torécepteurs après transplantation d’épithélium pigmentaire sain. On a observé une corrélation entre la den-sité de cellules transplantées et le nombre de photorécepteurs survi-vants, la présence après 48 heures de matériel phagosomique dans l’EPR transplanté, ainsi que des paramètres métaboliques normaux (distribution des pompes Na+/K+ ATPase) [3, 14, 16]. De plus, à un stade plus évolué de la maladie, l’angiogenèse compli-quant la perte des photorécepteurs
semble ralentie [17]. Des résultats analogues ont été obtenus à partir de greffe d’épithélium pigmentaire humain chez le rat RCS [18]. Sur le plan fonctionnel, Coffey et Lund en 1995 [19] ont montré l’amélioration de tests comportementaux alors que Jiang et al. en 1994 [20] rapportent une amélioration de l’enregistre-ment électrorétinographique de la fonction rétinienne.
Le mode d’action de ces transplanta-tions chez le rat RCS est probable-ment à mettre en relation avec un effet protecteur de l’administration de FGF-2 (basic fibroblast growth factor) sur ce même modèle [21]. D’autres facteurs neurotrophiques comme le CNTF (ciliary neurotrophic factor), le BDNF (brain derived neurotrophic fac-tor)et l’interleukine-1βse sont avérés protecteurs sur les photorécepteurs dans des modèles de phototoxicité et chez des mutants murins [22, 23]. Les effets de facteurs neurotro-phiques sur les photorécepteurs ont été confirmés par les travaux de Hicks et al. [24] – mettant en évi-dence celui du FGF-2 sur la survie
1338 A A 3 0 80 60 40 20 5 7 * ** ** * Témoin FGF-2 EGF p < 0,01 p < 0,001 * ** Taux de survie des
photorécepteurs (%)
B
B Jours
Figure 1. Survie des photorécepteurs
induits par le 2. A. Effet du
des photorécepteurs in vitro – prolon-gés récemment par la démonstration d’un effet direct de FGF-2 sur la sur-vie des photorécepteurs (figures 1A et 1B) [25]. Il faut cependant souligner des difficultés d’interprétation liées au modèle animal sur lequel ces effets ont été observés. En effet, d’une part, plusieurs exemples de discordance entre les effets observés chez le rat et dans d’autres modèles comme la souris ou le poulet ont été rapportés [26, 27] ; ainsi, le FGF-2 induit la différenciation des bâton-nets dans la rétine de rat in vitro [24], mais est, selon les auteurs, sans effet [27] ou inducteur de l’apoptose des bâtonnets chez le poulet [28]. D’autre part, le rat RCS est un modèle sans équivalent clinique. En effet, la mutation n’a pas été identi-fiée chez cet animal mais la lésion semble exprimée au niveau de l’épi-thélium pigmentaire. Or, l’immense majorité des mutations identifiées actuellement dans les dystrophies rétiniennes humaines se situe au niveau des photorécepteurs, et plus particulièrement des bâtonnets. De plus, les effets observés chez le rat RCS n’ont, dans un certain nombre de cas, pas été retrouvés sur des modèles de souris mutantes por-teuses de mutations identiques à celles constatées chez l’homme (sou-ris rd, sou(sou-ris transgéniques) [22].
Essais cliniques
Des greffes d’épithélium pigmentaire ont été mises en œuvre chez l’homme en 1994 pour la première fois par Gouras et Algvere [1] dans le cadre de formes évoluées de dégéné-rescence maculaire liée à l’âge. Au stade tardif de cette affection, l’évo-lution s’effectue le plus souvent vers une atrophie de la couche nutritive vasculaire de la choroïde, la chorio-capillaire, de très importants rema-niements de la membrane de Bruch séparant la choriocapillaire de l’épi-thélium pigmentaire, une atrophie de l’épithélium pigmentaire et une atrophie des photorécepteurs [30]. Une autre complication, moins fré-quente (20 %), mais souvent plus rapidement évolutive, est la forma-tion d’une néovascularisaforma-tion à partir de la choriocapillaire (figures 2A et 2B). Les néovaisseaux traversent la membrane de Bruch, émanant de
capillaires choroïdiens, prolifèrent dans l’espace sous-rétinien en intrica-tion étroite avec l’épithélium pig-mentaire, aboutissant à la formation de cicatrices fibrovasculaires, à des complications hémorragiques et œdémateuses, et à une perte fonc-tionnelle rapide [30].
La forme atrophique n’est actuelle-ment accessible à aucun traiteactuelle-ment et seul un petit pourcentage de patients (15 %) présentant une néo-vascularisation située en dehors de la zone fovéolaire centrale est acces-sible à une photocoagulation au laser permettant de retarder d’environ 18 mois la perte de vision centrale, dans 50 % des cas.
Depuis le début des années 1990, une stratégie chirurgicale d’exérèse des néovaisseaux a été proposée avec mise en évidence de la faisabilité technique de cette chirurgie mais aussi d’importants remaniements induits au niveau des photorécep-teurs, de l’épithélium pigmentaire et de la membrane de Bruch avec atro-phie secondaire de la choriocapillaire [31]. C’est pourquoi la transplanta-tion de l’épithélium pigmentaire, en remplacement des cellules excisées en même temps que les néovaisseaux, a été proposée [1]. La stratégie cor-respond ici plus à un adjuvant à la cicatrisation de la membrane de Bruch et de la choriocapillaire qu’à une restauration fonctionnelle. De fait, les résultats observés lors de la première expérimentation suédoise et des premiers essais effectués aux États-Unis ont mis en évidence l’absence de récupération fonction-nelle, mais surtout des complications à court et moyen termes liées à des phénomènes de rejet de l’épithélium pigmentaire [1]. En effet, ces cellules sont susceptibles de déclencher une réaction immunitaire cellulaire et humorale avec destruction progres-sive du greffon et apparition d’un œdème maculaire conduisant à une dégradation ultérieure de l’acuité visuelle [1, 7, 32]. C’est pour cette rai-son qu’un des essais en cours aux États-Unis impose le recours à une triple immunosuppression [7], straté-gie difficilement envisageable à l’âge de survenue de la DMLA et en parti-culier à long terme.
Les perspectives
d’autogreffe
Compte tenu de la justification théo-rique d’adjuvants à la cicatrisation de la membrane de Bruch et de l’épi-thélium pigmentaire, plusieurs alter-natives ont été envisagées. L’une d’entre elles repose sur l’utilisation d’épithélium pigmentaire irien auto-logue prélevé en per-opératoire, ou plutôt une semaine avant l’interven-tion, avec mise en culture et implan-tation lors de la chirurgie sous-réti-nienne. Les résultats préliminaires indiquent, chez le lapin, que cet épi-thélium pigmentaire irien est capable de former une monocouche sur la membrane de Bruch et même de phagocyter des segments externes
1339 Choroïde Membrane de Bruch Neuroépithélium Aire maculaire Sclère membrane néovasculaire A A B B C C
Figure 2. Coupe schématique d’une
rétine au niveau de la région macu-laire. A. Rétine normale. B. rétine
sans phénomène de rejet [33]. Cependant, de forts doutes planent sur la fonction métabolique de cet épithélium pigmentaire et irien, en particulier, le métabolisme de la vita-mine A et sur l’induction d’un effet de survie sur les photorécepteurs. Des essais non publiés ont été effec-tués en Allemagne et aux États-Unis de greffes d’épithélium pigmentaire irien au cours de la chirurgie de la dégénérescence maculaire liée à l’âge, sans résultats connus.
Une autre technique d’autotransplan-tation d’épithélium pigmentaire consiste en la rotation relative de la rétine neurale et de l’épithélium pig-mentaire rétinien situé dans la région extramaculaire, parfois préservé lors de la dégénérescence maculaire liée à l’âge (figure 3). Cette rotation peut être obtenue par décollement total de la rétine, suivi d’une rotation de la rétine elle-même après rétinotomie sur 360° [34], soit par un plissement scléral permettant une rotation de la sclére, de la choroïde et de l’épithé-lium pigmentaire [35]. La première technique, très longue et difficile, expose à d’importants risques de complications et impose toujours une chirurgie des muscles oculaires afin d’éviter les phénomènes de distorsion de l’espace visuel et de diplopie [34]. La technique de translocation pro-voque un déplacement maculaire maximal d’environ 1 mm, ce qui per-met dans certains cas de déplacer dans la région extrafovéolaire des néovaisseaux qui étaient situés sous la macula (figures 2B et 2C). Ceux-ci deviennent dès lors accessibles à une photocoagulation. Les premiers résul-tats publiés par De Juan semblent encourageants [35]. Cette technique d’autotransplantation de l’épithélium pigmentaire rétinien peut être actuel-lement considérée comme la seule réellement applicable en clinique humaine, dans le cadre strict d’expé-rimentations contrôlées.
Transplantations
neuronales
Les transplantations neuronales ont été essentiellement envisagées dans le cadre des dystrophies rétiniennes. Rap-pelons que, dans ce groupe de mala-dies, des mutations identifiées pour la plupart au niveau des photorécepteurs, et en particulier des bâtonnets,
abou-tissent à la disparition par apoptose de ces cellules. Plusieurs équipes ont pro-posé leur remplacement par des trans-plantations de cellules embryonnaires ou de cellules adultes avec pour objec-tif la restauration fonctionnelle. Les principaux travaux expérimen-taux ont été effectués par les équipes de Del Cerro dès 1985 [36] et de R. Aramant [37]. Ces deux équipes ont montré que l’injection de cel-lules immatures dissociées ou de frag-ments tissulaires dans l’espace sous-rétinien, permettait d’observer une survie cellulaire et certains indices de différenciation, c’est-à-dire la possibi-lité de marquage immuno-histochi-mique de types neuronaux rétiniens au niveau des cellules greffées. Plus récemment, Aramant a décrit des phénomènes d’activation lumineuse au niveau des transplants [38]. Il faut cependant souligner que l’organisa-tion tissulaire de ces transplants est fortement dysplasique puisque de très nombreuses rosettes, telles que celles observées lors des rétinoblas-tomes ou des dysplasies rétiniennes, sont constantes dans ces transplants d’origine embryonnaire [36]. Ces anomalies d’alignement tissulaire ont été partiellement palliées par l’approche de Ehinger [39] qui a proposé l’implantation de tissu entier. L’agencement cellulaire est alors plus facilement respecté mais la connexion avec la rétine hôte est ren-due impossible par la présence de l’ensemble des couches rétiniennes.
Les modèles sur lesquels ces essais ont été réalisés sont représentés prin-cipalement par des rats chez lesquels une phototoxicité importante a abouti à la perte des photorécepteurs ou des mutants murins telle que la souris rd porteuse d’une mutation sur la sous-unité βde la phosphodies-térase avec une dégénérescence totale des bâtonnets.
Ces modèles présentent l’inconvé-nient d’une très petite taille rendant la méthode d’implantation variable dans ses effets et ses complications. D’autres modèles sont envisagés tels que des mutants spontanés chez le chat [40], le chien [41] ou, tout récemment, une souche de porc transgénique porteur de mutation dominante sur la rhodopsine [42]. L’avantage de ce dernier modèle est de simuler la situation clinique avec dégénérescence progressive des bâtonnets puis des cônes et de per-mettre une implantation chirurgicale analogue à celle réalisée chez l’homme ainsi qu’une évaluation fonctionnelle satisfaisante. En effet, l’évaluation fonctionnelle des résul-tats de la transplantation effectuée chez la souris ou le rat à partir de cel-lules embryonnaires s’est avérée très décevante. L’implantation de cellules adultes avait été proposée par Silver-mann [9] dans le cadre de la dégé-nérescence par phototoxicité chez le rat avec, selon ses travaux, survie de la couche de photorécepteurs, voire rétablissement d’une connectivité. 1340 Rot a t io n Rétinotomie sur 360° Fovéa Nerf optique (axe de rotation) Membrane néovasculaire
Figure 3. Après une rétinotomie sur 360° la rétine neurale subit une légère
rotation, selon l’axe du nerf optique, par rapport aux plans sous-jacents. La
Ces travaux, contestés, mais aussi ceux de l’équipe de Lund (m/s 1998, n° 3, p. 191) [43] sur l’implantation intracérébrale à proximité des centres visuels montrent la possibilité d’une reconnexion des cellules trans-plantées. Il semble cependant que le test fonctionnel principal utilisé (test photomoteur) et le faible nombre de reconnexions observées ne permet-tent pas d’espérer une véritable res-tauration fonctionnelle en clinique. Une expérimentation clinique a été menée par l’équipe de Del Cerro en Inde en 1995 et 1996. Les résultats qui n’ont été publiés que sous forme d’abstract et qui sont très contestés par la communauté scientifique font état d’une amélioration fonction-nelle obtenue chez deux patients sur huit. Le même type d’expérimenta-tion, lorsqu’il a été réalisé aux États-Unis par De Juan en collaboration avec Del Cerro, n’a pas permis d’aboutir à des résultats concluants. Les difficultés d’interprétation des résultats fonctionnels après trans-plantation chez l’homme seront évo-quées plus loin.
Effet paracrine
de la transplantation
neuronale
Une approche différente de la trans-plantation neuronale consiste à implanter des cellules saines afin qu’elles libèrent des facteurs de sur-vie faisant défaut à la rétine au cours de la dégénérescence, mécanisme d’action probable de la greffe d’EPR chez le rat RCS. Cet effet paracrine pourrait trouver une place dans le cadre des rétinopathies pigmentaires en raison de la notion d’une dégéné-rescence séquentielle des deux popu-lations de photorécepteurs, en l’occurrence les bâtonnets et les cônes. En effet, la symptomatologie visuelle présentée par les patients porteurs de rétinopathie pigmentaire comporte initialement des signes d’atteinte des bâtonnets (troubles de l’adaptation à l’obscurité, rétrécisse-ment du champ visuel) [30], puis d’atteinte des cônes (troubles de la vision des couleurs, rétrécissement du champ visuel central, perte d’acuité visuelle). Or, ce phénomène, noté aussi dans un modèle animal comme la souris rd depuis 1978 [44], ne pou-vait plus être attribué à l’anomalie
causale depuis la mise en évidence de nombreuses mutations s’exprimant sélectivement au niveau des bâton-nets (rhodopsine, sous-unité β de la phosphodiestérase…). La mise au point de modèles transgéniques de mutations humaines a confirmé les observations cliniques et celles effec-tuées chez l’animal. Comme chez la souris rd, les mutants pour la rhodop-sine chez la souris et le porc présen-tent une dégénérescence séquentielle des bâtonnets puis des cônes [44]. De plus, les modèles induisant l’élimina-tion sélective des bâtonnets aboutis-sent eux aussi à la perte secondaire des cônes [45].
Nos travaux ont, dans un premier temps, cherché à établir la dépen-dance des cônes par rapport aux bâtonnets. Cela a été réalisé par deux techniques :
– la réalisation de transplants riches en bâtonnets adultes chez la souris mutante rd à un âge où la rétine hôte est dépourvue de bâtonnets [44] ;
– les expériences de co-cultures de rétines avec bâtonnets et rétines rd sans bâtonnets.
Nos résultats expérimentaux ont per-mis de prouver que la transplantation d’un tissu riche en bâtonnets permet-tait d’augmenter d’environ 25 % la survie des cônes, ce qui correspond à la quasi-totalité de la dégénérescence de cette population cellulaire pen-dant la période d’expérimentation (figure 4). Cet effet est observé à proxi-mité, mais aussi à distance du trans-plant et n’est pas retrouvé lors d’expériences témoins réalisées par chirurgie sans implantation ou après implantation d’éléments de la rétine interne [10] (figure 5).
Des expériences de co-cultures met-tant en présence, à travers des mem-branes semi-perméables, des explants de rétines rd âgées de 5 semaines, âge auquel l’ensemble des bâtonnets a dégénéré alors que les cônes sont au début de leur processus de dégénéres-cence, et des rétines encore riches en
1341 1 1 22 3 3 44 5 5 66
Figure 4. Isolement et greffe des photorécepteurs. La rétine donneuse est
bâtonnets (rétines mutantes jeunes, rétines normales jeunes ou adultes) ainsi que de multiples contrôles (milieux définis, rétines mutantes adultes) ont mis en évidence l’exis-tence d’un signal diffusible présent dans les rétines avec bâtonnets et amé-liorant significativement la survie des cônes (50 % de la dégénérescence observée in vitro) (figures 6A et 6B). Ces résultats ont été obtenus grâce au recours à des méthodes de comptage cellulaire par stéréologie permettant l’estimation globale du nombre de cellules dans les rétines traitées, rédui-sant ainsi les variations régionales, écueil constant dans l’étude de la sur-vie des photorécepteurs rétiniens chez l’animal mutant [46].
L’existence d’un facteur diffusible présent dans les rétines avec bâton-nets nous conduit à deux types de développement, l’un consistant à caractériser le (ou les) facteur(s) res-ponsable(s), l’autre à préparer
l’application en clinique humaine, l’objectif étant ici de permettre le ralentissement de la dégénérescence des cônes et donc la préservation de la vision centrale quelle que soit la mutation causale.
Kaplan et al. (Saint-Louis, MI, USA) [4] et Jiang et al. (Boston, MA, USA) [47] n’ont pas observé de phéno-mènes de rejet lors de transplanta-tions de bâtonnets. Cela semble lié à une expression moins importante des complexes d’histocompatibilité au niveau de ces cellules par rapport aux cellules de l’épithélium pigmentaire [32] et à un relatif privilège immuno-logique de l’espace sous-rétinien.
Conditions nécessaires
au passage
à l’expérimentation
clinique
Les affections cibles de la transplan-tation chez l’homme sont
actuelle-ment limitées aux dystrophies réti-niennes touchant en France environ 30 à 40 000 personnes. On ne peut pas encore faire l’extrapolation à la dégénérescence maculaire liée à l’âge, en dehors du cas des transloca-tions rétiniennes.
Un premier problème est lié à la dis-ponibilité extrêmement réduite en France des tissus d’origine humaine et donc au cadre législatif et éthique dans lequel ces prélèvements doivent être pratiqués. Ce problème a déjà été examiné par l’Établissement Français des Greffes (m/s 1997, n° 3, p. 299). Une préoccupation évidente et majeure est la limitation des risques encourus par les patients lors de telles transplantations. Il faut noter que le tissu rétinien comme l’ensemble des tissus oculaires est très contaminant lorsqu’il est infecté par des prions ce qui impose, en l’absence de tests de dépistage, l’éli-mination soigneuse des donneurs à risque et le recours à toutes les pré-cautions prévues par la loi, en parti-culier un âge des donneurs inférieur à 40 ans (circulaire DGS, 1995). Par ailleurs les conditions de sécurité microbiologique concernant les pré-lèvements, la préparation des tissus, la validation de leur viabilité, doivent être respectées. Le développement de l’instrumentation nécessaire à la transplantation chez l’homme n’a comporté, pour notre équipe comme pour d’autres, que peu de difficultés techniques compte tenu du dévelop-pement considérable de la chirurgie vitréorétinienne, en particulier sous-rétinienne.
Un des principaux impératifs métho-dologiques est représenté par une évaluation fonctionnelle satisfaisante des effets de la transplantation. Qu’il s’agisse d’une restauration fonction-nelle ou d’une stabilisation des fonc-tions visuelles, les résultats ne pour-ront être observés qu’à moyen et long termes. Sur le plan éthique, il est inconcevable de proposer une chirurgie sans implantation comme témoin. De ce fait, un bénéfice fonc-tionnel lié simplement à la réalisa-tion d’un geste dans une affecréalisa-tion jusqu’ici réputée incurable voire à l’expression et à la libération de cyto-kines induites par le geste chirurgi-cal, peut perturber l’analyse. De plus, la notion d’une variabilité impor-tante des épreuves fonctionnelles 1342
Figure 5. Montage à plat d’une rétine rd greffée avec une monocouche de
photorécepteurs provenant d’une rétine d’une souris C57 saine. Double
chez les patients porteurs de dystro-phies rétiniennes est une donnée classique de la littérature [48, 49]. Les tests subjectifs (acuité visuelle, champ visuel) doivent donc être répé-tés, comparés et critiqués, mais surtout standardisés (échelle ETDRS) [49]. Les méthodes recourant à la micropé-rimétrie (projection de tests par oph-talmoscopie à balayage laser in situ) mais surtout par électrophysiologie (électrorétinogramme) sont indis-pensables. Compte tenu du caractère focal des effets observés, les méthodes d’électrophysiologie focale (électro-rétinographie de type VERIS) s’avè-rent ici d’un intérêt crucial [50]. La transition par les modèles tels que les porcs transgéniques restera néces-saire à toutes les étapes. Le modèle du chat d’Abyssinie porteur de deux mutations différentes, soit mutation rdy affectant la phosphodiestérase [40, 51], soit une mutation sur la IRBP (inter retinal binding protein) apparaît très utile en raison de la
pos-sibilité de réaliser des études électro-physiologiques et de comportement. De même, le setter irlandais dont la mutation a été identifiée (sous-unité
βde la phosphodiestérase) [52] pour-rait représenter un modèle fort utile.
Conclusions
La place de la transplantation nienne dans les dystrophies réti-niennes et la dégénérescence macu-laire liée à l’âge n’est pas encore établie. Les résultats expérimentaux sont partiellement encourageants, mais imposent des épreuves fonction-nelles chez l’animal et une rigueur méthodologique qui ne sont que pro-gressivement mises en œuvre. A l’heure actuelle, la translocation de l’épithélium pigmentaire et l’effet paracrine induit par la transplanta-tion de bâtonnets dans les dystro-phies bâtonnets/cônes (rétinite pig-mentaire) apparaissent comme les deux perspectives les plus promet-teuses. Elles doivent s’insérer dans le cadre d’autres approches thérapeu-tiques en cours de développement. L’une d’entre elles est représentée par l’emploi de facteurs de croissance (CNTF, FGF-2…) [21-23], facteurs dont l’application chez l’animal s’est avérée prometteuse. La deuxième approche est représentée par la thé-rapie génique visant, soit à corriger l’anomalie génétique [53], soit à administrer des facteurs neurotro-phiques [54], ou enfin à inactiver une mutation dominante (ribozymes) [55]… A terme, la caractérisation des facteurs de survie des photorécep-teurs, et tout particulièrement des cônes, pourrait conduire à une approche intégrant la pharmacologie aux thérapies cellulaire et génique, indépendamment de l’hétérogénéité génétique des dystrophies rétiniennes touchant initialement les bâtonnets ■ RÉFÉRENCES
1. Algvere PV, Berglin L, Gouras P, Sheng Y. Transplantation of fetal retinal pigment epi-thelium in age-related macular degenera-tion with subfoveal neovascularizadegenera-tion. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol 1994 ; 232 : 707-16.
2. Del Cerro M, Notter MFD, Cerro C, et al. Intraretinal transplantation for rod-cell replacement in light-damaged retinas. J Neural Transplant 1989 ; 1 : 1-10.
3. Lavail MM, Li L, Turner JE, Yasumura D. Retinal pigment epithelial cell
transplanta-1343 Témoins
0 60
rd 8 jours
C57 8 jours C57 adultesrd adultes 40 20 Insertion Milieu chimiquement défini Rétines testées Rétine de souris rd A A B B
Figure 6. Mise en évidence de
l’exis-tence de facteur(s) diffusible(s) agis-sant sur la survie des cônes. A.
Dispo-sitif de co-culture : des cultures cellulaires ou des explants entiers de rétines à tester sont déposés dans des inserts baignant dans le même milieu que les rétines de souris rd déposées au fond des puits de culture. B. Taux de survie relatif des cônes des rétines de souris rd en fonction des cultures cellulaires ou rétines tests contenues dans les inserts de co-culture.
tion in RCS rats : normal metabolism in rescued photoreceptors. Exp Eye Res 1992 ; 55 : 555-62.
4. Kaplan HJ, Tezel TH, Berger AS, Wolf ML, Del Priore LV. Human photoreceptor transplantation in retinitis pigmentosa. A safety stydy. Arch Ophthalmol 1997 ; 115 : 1168-72.
5. Royo PE, Quay WB. Retinal transplanta-tion from fetal to maternal mammalian eye. Growth 1959 ; 23 : 313-36.
6. Del Cero M, Gash DM, Notter MF, Wie-gang SJ, Del Cero C. Intraocular retinal transplants. Invest Ophthalmol Vis Sci 1985 ; 26 : 1182-5.
7. Kaplan HJ, Tezel TH, DelPrior LV. Reti-nal pigment epithelial transplantation in age-related macular degeneration. Retina 1998 ; 18 : 99-102.
8. Aramant R, Seiler M, Ehinger B, et al. Transplantation of human embryonic retina to adult rat retina. Rest Neurol Neu-rosci 1990 ; 2 : 9-22.
9. Silverman MS, Hughes SE, Valentino TL, Luit Y. Photoreceptor transplantation : ana-tomic electrophysiologic, and behavioral evidence for the functional reconstruction of retinas lacking photoreceptors. Exp Neu-rol 1992 ; 15 : 87-94.
10. Mohand-Said S, Hicks D, Simonutti M, et al. Photoreceptor transplants increase host cone survival in the retinal degenera-tion (rd) mouse. Ophthalmic Res 1997 ; 29 : 290-7.
11. Mohand-Said S, Deudon-Combe A, Hicks D, et al. Normal rod photoreceptors releases a diffusible factor stimulating cone survival in the retinal degeneration mouse. Proc Natl Acad Sci USA 1998 ; 95 : 8357-62. 12. Gouras P, Flood MT, Kjeldbye H, Bilek MK, Eggers H. Transplantation of cultured human retinal pigment epithelium to Bruch’s membrane of the owl monkey eye. Curr Eye Res 1985 ; 4 : 253-65.
13. Li L, Turner JE. Inherited retinal dys-trophy in teh RCS rat : prevention of photo-receptor degeneration by pigment epithe-lial cell transplantation. Exp Eye Res 1988 ; 47 : 911-6.
14. Sheedlo HJ, Li L, Turner JE. Functional and structural characteristics of photorecep-tor celle rescued in RPE-cell grafted retinas of RCS dystrophic rats. Exp Eye Res 1989 ; 48 : 841-54.
15. Gouras P, Lopez R. Transplantation of retinal epithelial cells. Invest Ophthalmol Vis Sci 1989 ; 30 : 1681-3.
16. Sheedlo HJ, Gaur V, Li L, Seaton AD, Turner JE. Transplantation to the diseased and damaged retina. Trends Neurosci 1991 ; 14 : 347-50.
17. Seaton AD, Turner JE. RPE transplants stabilise retinal vasculature and prevent neovascularisation in the RCS rat. Invest Ophthalmol Vis Sci 1992 ; 33 : 83-9.
RÉFÉRENCES
19. Whiteley SJ, Litchfield TM, Coffey PJ, Lund RD. Improvement of the pupillary light reflex of Royal College of Surgeons rats following RPE cell grafts. Exp Neurol 1996 : 140 : 100-4.
20. Jiang LQ, Hammasaki D. Corneal elec-troretinographic function rescued by normal retinal pigment epithelial grafts in retinal degenerative Royal College of Surgeons rats. Invest Ophthalmol Vis Sci 1994 ; 35 : 4300-9. 21. Faktorovich EG, Steinberg RH, Yasu-mura D, Matthes MT, LaVail MM. Photore-ceptor degeneration in inherited retinal distrophy delayed by fibroblast growth fac-tor. Nature 1990 ; 347 : 83-6.
22. LaVail MM, Matthes MT, Yasumura D, et al. Protection of mouse photoreceptor by survival factors in retinal degenera-tions. Invest Ophthalmol Vis Sci 1998 ; 39 : 592-602.
23. LaVail MM, Unoki K, Yasumura D, et al. Multiple growth factors, cytokines and neu-rotrophins rescue photoreceptors from the damaging effects of constant light. Proc Natl Acad Sci USA 1992 ; 89 : 11249-53.
24. Hicks D, Courtois Y. Fibroblast growth factor stimulates photoreceptor differentia-tion in vitro. J Neurosci 1992 ; 12 : 2022-33. 25. Fontaine V, Kinkl N, Sahel J, Dreyfus H, Hicks D. Survival of purified rat photore-ceptors in vitro is stimulated directly by fibroblast growth factor-2. J Neurosci 1998 (sous presse).
26. Kirsch M, Fuhrmann S, Wiese A, Hof-mann HD. CNTF exerts opposite effects on in vitro development of rat and chick photo-receptors. NeuroReport 1996 ; 7 : 697-700. 27. Kirsch M, Lee MY, Wiese A, Hofmann HD. Evidence for multiple, local functions of ciliary neurotrophic factor (CNTF) in retinal development : expression of CNTF and its receptors and in vitro effects on tar-get cells. J Neurochem 1997 ; 68 : 979-90. 28. Fuhrmann S, Kirsch M, Hofmann HD. Ciliary neurotrophic factor promotes chick photoreceptor development in vitro. Deve-lopment 1995 ; 121 : 2695-706.
29. Yokoyama Y, Ozawa S, Seyama S, et al. Enhancement of apoptosis in developing chick neural retina cells by basic fibroblast growth factor. J Neurochem 1997 ; 68 : 2212-5. 30. Sahel JA, Albert DM. Pathology of the retina. In : Albert DM, Jacobiek FA, eds. Principles and practice of ophtalmology. Phila-delphia: W.B. Saunders, 1999 (sous presse).
31. Thomas MA, Dickinson JD, Melberg NS, Ibanez HE, Dhaliwal RS. Visual results after surgical removal of subfoveal choroidal neo-vascular membranes. Ophthalmology 1994 ; 101 1384-96.
32. Zhang X, Bok D. Transplantation of retinal pigment epithelial cells and immune response in the subretinal space. Invest Oph-thalmol Vis Sci 1998 ; 39 : 1021-7.
33. Kohen L, Enzmann V, Schraermeyer U, et al. Ultrastructural findings after iris pig-ment epithelium transplantation into the subretinal space. XXIst Meeting of the Club Jules Gonin. Edinburgh, Scotland, August 1998, Abstract book, 108.
1344
TIRÉS À PART J.A. Sahel. 34. Eckardt C, Eckardt U, Conrad HG.
Macular rotation combined with counter rotation of the globe in exudative macular degeneration. XXIst Meeting of the Club Jules Gonin. Edinburgh, Scotland, August 1998, Abstract book, 108.
35. De Juan E Jr, Loewenstein A, Bressler NM, Alexander J. Translocation of the retina for management of subfoveal choroidal neo-vascularization : a preliminary report in humans. Am J Ophthalmol 1998 125 : 635-46. 36. Del Cerro M, Gash DM, Rao GN, et al. Intraocular retinal transplants. Invest Oph-thalmol Vis Sci 1985 ; 26 : 1182-5.
37. Aramant R, Turner JE. Cross-spices graf-ting of embryonic mouse and grafgraf-ting of older postnatal rat retinas into the lesioned adult rat eye : the importance of cyclosporin A for survival. Brain Res 1988 ; 469 : 303-7. 38. Seiler MJ, Aramant RB, Ball SL, Cai F. Light-dark shift S-antigen and rod transdu-cin in photoreceptors of intact-sheet retinal transplants to adult light-damaged rats. Invest Ophthalmol Vis Sci 1998 ; 39 (suppl) : S1051.
39. Ehinger B, Bergstrom A, Aramant RB, Zucker CL, Gustavii B, Adolph AR. Ultra-structure of human retinal transplants with long survival times in rats. Exp Eye Res 1991 ; 54 : 447-60.
40. Curtis R, Barnett KC, Leon WK. An early-onset retinal dystrophy with dominant inheritance in the Abyssinian cat. Invest Ophthalmol Vis Sci 1987 ; 37 : 131-9.
41. Nilsson SEG, Wigstad A, Narfstrom K. Changes in the electroretinogram in Briard dogs with hereditary congenital night blind-ness and partial day blindblind-ness. Exp Eye Res 1992 ; 54 : 291-6.
42. Petters RM, Alexander CA, Wells KD, et al. Genetically engineered large animal model for studying cone photoreceptor sur-vival and degeneration in retinitis pigmen-tosa. Nat Biotechnol 1997 ; 15 : 965-70. 43. Klassen H, Lund RD. Retinal transplants can drive a pupillary reflex in host rat brain. Proc Natl Acad Sci USA 1988 ; 102 : 102-8. 44. Carter-Dawson LD, LaVail MM, Sidman RL. Differential effect of the rd mutation on rods and cones in the mouse retina. Invest Ophthalmol Vis Sci 1978 ; 17 : 489-98. 45. McCall MA, Gregg RG, Merriman K, et al. Morphological and physiological conse-quences of the selective elimination of rod photoreceptors in transgenic mice. Exp Eye Res 1996 ; 63 : 35-50.
46. Lavail MM, Matthes MT, Ysumura D, Steinberg RH. Variability in rate of cone degeneration in the retinal degeneration (rd/rd) mouse. Exp Eye Res 1997 ; 65 : 45-50. 47. Jiang LQ, Hamasaki D. Corneal electro-retinography function rescued by normal retinal epithelial grafts in retinal degenera-tive Royal College of Surgeons rats. Invest Ophthalmol Vis Sci 1994 ; 35 : 4300-9. 48. Holopigian K, Greenstein V, Seiple W, Carr RE. Rates of change differ among mea-sures of visual functions in patients with retinitis pigmentosa. Ophthalmology 1996 ; 103 : 398-405.
49. Grover S, Fishman GA, Gilbert LD, Anderson RJ. reproducibility of visual acuity measurements in patients with retinitis pig-mentosa. Retina 1997 ; 17 : 33-7.
50. Seeliger M, Kretschmann U, Apfeldt-Sylla E, Ruther K, Zrenner E. Multifocal electroretinography in retinitis pigmentosa. Am J Ophthalmol 1998 ; 125 : 214-26. 51. Hussain AA, Curtis R, Leon A. Abnor-mal photoreceptor cGMP-phosphodieste-rase in affected Rdy Abissinian cats. Invest Ophthalmol Vis Sci 1989 ; 30 (suppl) : 309. 52. Clements PJM, Gregory CY, Peterson-Jones SM, Sargan DS, Bhattacharya SS. Confirmation of the rod cGMP phospho-diesterase beta subunit (PDEb) nonsense mutation in affected rcd-1Irish setters in the UK and development of a diagnostic test. Curr Eye Res 1993 ; 12 : 861-6.
53. Bennett J, Tanabe T, Sun D, et al. Pho-toreceptor cell rescue in retinal degenera-tion (rd) mice by in vivo gene therapy. Nat Med 1996 ; 2 : 649-54.
54. Cayouette M, Gravel C. Adenovirus-mediated gene transfer of ciliary neurotro-phic factor can prevent photoreceptor degeneration in the retinal degeneration (rd) mouse. Hum Gene Ther 1997 ; 8 : 423-30. 55. Drenser KA, Timmers AM, Hauswirth WW, Lewin AS. Ribozyme-targeted destruc-tion of RNA associated with autosomal-dominant retinitis pigmentosa. Invest Oph-thalmol Vis Sci 1998 ; 39 : 681-9.
Summary
Retinal transplantation : neurobiological problems and clinical perspectives
